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新能源汽車測試解決方案——BMS HIL系統(tǒng)
2020-07-16 21:33:09· 來源：東方中科
BMS是什么隨著時代的推進，電動汽車數(shù)量不斷增長，已經(jīng)廣泛進入大眾的生活中。但電池安全卻頻頻引發(fā)大眾關注，如何保證乘客人身安全、環(huán)境安全以及汽車的可靠運
BMS是什么
隨著時代的推進，電動汽車數(shù)量不斷增長，已經(jīng)廣泛進入大眾的生活中。但電池安全卻頻頻引發(fā)大眾關注，如何保證乘客人身安全、環(huán)境安全以及汽車的可靠運行，需要使用一流的控制策略進行精細的電池管理，時刻監(jiān)控電池的使用狀態(tài)，避免電池的過充過放和熱失控問題發(fā)生，這由名為電池管理系統(tǒng)（BMS）的電控單元完成。
為何進行HIL測試
在電池管理系統(tǒng)（BMS）開發(fā)過程中,硬件在環(huán)（HIL ：Hardware-in-the-Loop）已經(jīng)成為了主流的開發(fā)工具和必要的測試過程。與臺架測試中真實ECU與真實被控對象不同的是，HIL測試是使用真實ECU與虛擬對象。HIL系統(tǒng)可為BMS 仿真電池系統(tǒng)，整車控制器等控制對象并可進行快速調(diào)整與重復試驗，有效地縮短系統(tǒng)的開發(fā)周期。
在ISO26262功能安全標準中也提出了需要在系統(tǒng)層級進行全面的故障注入的要求。
東方中科BMS HIL測試系統(tǒng)
東方中科開發(fā)的 BMS HIL 測試系統(tǒng), 能夠集成動態(tài)模型，提供電池單體模擬(可根據(jù)需求電芯數(shù)量靈活配置)、溫度傳感器阻值信號模擬、支持IO口故障注入、絕緣電阻模擬等，可實現(xiàn)對BMS控制算法的測試驗證、實現(xiàn)CAN總線信號測試驗證，并支持后續(xù)擴展與其他電控單元的集成測試、提供高精度的電池模型，模擬車輛電池的復雜工況。
測試系統(tǒng)原理：客戶電池模型刷寫到RTPC；由RTPC/板卡進行模擬數(shù)字、模擬信號；RTPC提供CAN卡，完成對信號發(fā)送與接收。RTPC通過CAN控制電芯模擬器，進行電池單體模擬。
測試系統(tǒng)功能：
實時模型運行平臺-仿真硬件- RTPC，使用運行實時操作系統(tǒng)Linux的標準PC進行仿真模型運算；
傳感器信號仿真-主要通過 I/O板卡實現(xiàn)。除卻普通的信號級傳感器信號采用模擬輸出板卡、PWM板卡及工程部件實現(xiàn)外，針對BMS測試，提供電池單體仿真器用來模擬單體電壓信號；
總線仿真-提供CAN總線，CAN FD總線,LIN總線仿真；
故障注入- EDU信號級I/O電氣故障注入，由故障模擬模塊實現(xiàn)；
高壓、低壓電源仿真-提供可編程電源模擬接觸器前和接觸器后端電壓；控制器及負載的供電由1臺可編程電源提供；
電芯、霍爾模擬-由電池單體模擬箱進行模擬；
電池溫度、分流器模擬-選用對應板卡模擬；
高壓安全-高壓絕緣監(jiān)測和機柜開門高壓斷電保護等。
電池模型介紹：
電池模型包含3類組件：
單體溫度：計算電池個體溫度
動力電池模型：計算荷電狀態(tài)（SOC）
電池電壓：計算端電壓
該模型涵蓋了測試所需的所有電池組行為。每個單元的參數(shù)均可調(diào)，同時基于任何可用數(shù)據(jù)的自動參數(shù)化功能可確保易用性。
隨著時代的推進，電動汽車數(shù)量不斷增長，已經(jīng)廣泛進入大眾的生活中。但電池安全卻頻頻引發(fā)大眾關注，如何保證乘客人身安全、環(huán)境安全以及汽車的可靠運行，需要使用一流的控制策略進行精細的電池管理，時刻監(jiān)控電池的使用狀態(tài)，避免電池的過充過放和熱失控問題發(fā)生，這由名為電池管理系統(tǒng)（BMS）的電控單元完成。
為何進行HIL測試
在電池管理系統(tǒng)（BMS）開發(fā)過程中,硬件在環(huán)（HIL ：Hardware-in-the-Loop）已經(jīng)成為了主流的開發(fā)工具和必要的測試過程。與臺架測試中真實ECU與真實被控對象不同的是，HIL測試是使用真實ECU與虛擬對象。HIL系統(tǒng)可為BMS 仿真電池系統(tǒng)，整車控制器等控制對象并可進行快速調(diào)整與重復試驗，有效地縮短系統(tǒng)的開發(fā)周期。
在ISO26262功能安全標準中也提出了需要在系統(tǒng)層級進行全面的故障注入的要求。
東方中科BMS HIL測試系統(tǒng)
東方中科開發(fā)的 BMS HIL 測試系統(tǒng), 能夠集成動態(tài)模型，提供電池單體模擬(可根據(jù)需求電芯數(shù)量靈活配置)、溫度傳感器阻值信號模擬、支持IO口故障注入、絕緣電阻模擬等，可實現(xiàn)對BMS控制算法的測試驗證、實現(xiàn)CAN總線信號測試驗證，并支持后續(xù)擴展與其他電控單元的集成測試、提供高精度的電池模型，模擬車輛電池的復雜工況。
測試系統(tǒng)原理：客戶電池模型刷寫到RTPC；由RTPC/板卡進行模擬數(shù)字、模擬信號；RTPC提供CAN卡，完成對信號發(fā)送與接收。RTPC通過CAN控制電芯模擬器，進行電池單體模擬。
測試系統(tǒng)功能：
實時模型運行平臺-仿真硬件- RTPC，使用運行實時操作系統(tǒng)Linux的標準PC進行仿真模型運算；
傳感器信號仿真-主要通過 I/O板卡實現(xiàn)。除卻普通的信號級傳感器信號采用模擬輸出板卡、PWM板卡及工程部件實現(xiàn)外，針對BMS測試，提供電池單體仿真器用來模擬單體電壓信號；
總線仿真-提供CAN總線，CAN FD總線,LIN總線仿真；
故障注入- EDU信號級I/O電氣故障注入，由故障模擬模塊實現(xiàn)；
高壓、低壓電源仿真-提供可編程電源模擬接觸器前和接觸器后端電壓；控制器及負載的供電由1臺可編程電源提供；
電芯、霍爾模擬-由電池單體模擬箱進行模擬；
電池溫度、分流器模擬-選用對應板卡模擬；
高壓安全-高壓絕緣監(jiān)測和機柜開門高壓斷電保護等。
電池模型介紹：
電池模型包含3類組件：
單體溫度：計算電池個體溫度
動力電池模型：計算荷電狀態(tài)（SOC）
電池電壓：計算端電壓
該模型涵蓋了測試所需的所有電池組行為。每個單元的參數(shù)均可調(diào)，同時基于任何可用數(shù)據(jù)的自動參數(shù)化功能可確保易用性。
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